改善鈦板表面質(zhì)量及性能的的各個(gè)步驟
鈦板的一個(gè)顯著特點(diǎn)是耐腐蝕性強(qiáng),這是由于它對(duì)氧的親合力特別大,能在其表面上生成一層致密的氧化膜,可保護(hù)鈦不受介質(zhì)腐蝕,在酸性、堿性、中性鹽水溶液中和氧化性介質(zhì)中具有很好的穩(wěn)定性,比現(xiàn)有的不銹鋼和其它常用有色金屬的耐腐蝕性都好,甚至可與鉑比美。鈦板的質(zhì)量好壞在很大程度上決定于冶煉工藝,包括鈦的化學(xué)成分,鈦水潔凈度(氣體、有害元素、夾雜物)和鑄坯質(zhì)量(成分偏析、脫碳及其表面狀況),這幾個(gè)方面正是冶煉操作的關(guān)鍵控制點(diǎn)。另外,工業(yè)鈦板還要求有足夠的淬透性以保證整個(gè)彈簧截面獲得均勻的微觀組織和力學(xué)性能。產(chǎn)生疲勞裂紋的主要原因在于鈦中氧化物夾雜,且D類夾雜物對(duì)疲勞壽命的危害大于B類夾雜物。因此,國(guó)外鈦廠和汽車廠對(duì)工業(yè)鈦板中的氧化物夾雜提出了更高的要求,如瑞典SKF標(biāo)準(zhǔn)要求鈦中氧含量低于15×10-6,D類夾雜物低于B類夾雜物。尤其是Al2O3和TiN夾雜物對(duì)鈦彈簧疲勞壽命的危害最大。為生產(chǎn)高質(zhì)量工業(yè)鈦板,以往通常采用電爐—電渣重熔或真空電弧重熔等特種冶煉方法。
鈦板毛坯模鍛通常是用來制作外形和尺度接近的產(chǎn)品,隨后只進(jìn)行熱處理和切削加工的最終毛坯。鑄造溫度和變形程度是決議鈦合金安排、功能的根本要素。鈦板毛坯制品工廠的熱處理與鋼的熱處理不一樣,對(duì)鈦合金的安排不起決議效果。因而,鈦板毛坯制品工廠模鍛的最終工步的工藝標(biāo)準(zhǔn)具有獨(dú)特重要的效果。為了使鈦板毛坯制品工廠模鍛件能一起取得較高的強(qiáng)度和塑性,有必要使毛坯的全體變形量不低于30%,變形溫度不超越相變溫度,并且應(yīng)力求溫度和變形程度在整個(gè)變形毛坯中盡可以散布均勻。鈦板毛坯制品工廠模鍛件安排和功能均勻性不銹鋼鍛件。在金屬劇烈活動(dòng)區(qū),經(jīng)再結(jié)晶熱處理后,其低倍為含糊晶,高倍為等軸細(xì)晶;在難變形區(qū),因變形量小或無變形,其安排往往保存變形前的狀況。因而在模鍛一些重要的鈦板毛坯制品工廠零件(如壓氣機(jī)盤、葉片等)時(shí),除了操控變形溫度在TB以下和恰當(dāng)?shù)淖冃纬潭韧?,操控原毛坯的安排是十分重要的,不然,粗晶安排或某些缺點(diǎn)會(huì)遺傳到鍛件中,并且這以后的熱處理又無法消除,將招致鍛件作廢。
當(dāng)選用閉式模鍛辦法模鍛鈦板毛坯制品加工時(shí),因?yàn)閴毫Υ蠖陆盗四>叩膲蹟?shù)。因而,閉式模鍛有必要嚴(yán)厲限制原始毛坯的體積,這使備料工序雜亂化。能否選用閉式模鍛,要從本錢和工藝可行性兩方面思考。開式模鍛時(shí),毛邊損耗占毛坯分量的15%~20%,夾持有些的工藝性廢料(若是按模鍛條件有必要留有此有些)占毛坯分量的10%。毛邊金屬相對(duì)損耗通常是隨毛坯分量的削減而添加,某些布局不對(duì)稱、截面面積差較大以及存在難以充填的有些的鍛件,毛邊耗費(fèi)可高達(dá)50%。閉式模鍛雖無毛邊損耗,但制坯工藝雜亂,需求添加較多過渡具型槽,無疑會(huì)添加輔佐費(fèi)用。
鈦板表面反應(yīng)層是影響鈦板物理性能的主要因素,在鈦板軋制完成后需要退火,其產(chǎn)生的氧化層需要通過爆堿酸洗的方法來去除鈦板的表面反應(yīng)層。
1.爆堿:什么是爆堿?爆堿即把鈦產(chǎn)品放入滾開的堿溶液里,使其表面氧化層反應(yīng)到原有的鈦,從而可使后續(xù)酸洗操作變?yōu)榭赡?。其所用產(chǎn)品為泡化堿,是白色結(jié)晶狀粉末,易溶于水和稀堿液中;不溶于醇和酸,水溶液呈堿性。
2. 酸洗: 酸洗能夠快速完全去除鈦板表面反應(yīng)層,而表面不會(huì)產(chǎn)生其他元素的污染。HF—HNO3系酸洗液主要用于鈦板及鈦棒,鈦絲,鈦管的酸洗,HF—HNO3系酸洗液吸氫量小,可控制HNO3的濃度減少吸氫,并可對(duì)表面進(jìn)行光亮處理,一般HF的濃度在3%~5%左右,HNO3的濃度在15%~30%左右為宜。